蝙蝠在飞行过程中，通过拍翼能够产生高气动力，相比鸟类和昆虫具有更强的飞行机动性和主动控制能力，因此越来越成为人们研制微型飞行器青睐的对象。蝙蝠这种飞行特性与翼膜结构和翼膜的材料特性息息相关。蝙蝠在飞行过程中，翼膜始终保持弯曲，并且随着周围流场的变化改变翼膜的形状。因此蝙蝠拍翼过程中包含着显著的流固耦合效应。目前人们对三维翼膜挥拍过程中流固耦合效应的机理还知之甚少。因此，研究拍动翼膜的流固耦合效应，特别是研究各向异性翼膜结构的流固耦合效应，对人们认识流固耦合过程，分析其中的物理机理有很大帮助，同时对高机动性飞行器的设计具有非常重要的指导意义。　　 为此，本文抽象出正交各向异性矩形薄膜拍动模型，对其流固耦合效应做了初探，着重分析薄膜拍动过程中柔性变形对气动性能的影响。　　 首先，本文开发了一套高效、可靠的流固耦合程序。在结构方面，本文采用非线性有限单元法开发了动态过程的有限元模拟程序，计入了基于大变形理论的几何非线性以及薄膜材料本构的正交各向异性。在流体方面，改进了已实现的三维非定常面元法求解气动力，以实现薄膜拍动过程中空气动力的附加惯性效应和尾涡诱导效应的精确模拟。　　 其次，本文研究了小攻角正交各向异性矩形薄膜做沉浮、俯仰以及沉浮—俯仰组合运动的流固耦合效应，分析了展向和弦向弹性模量以及展弦比对时均气动升力、时均气动功率和效率的影响。得到如下结论:　　 一、在沉浮运动、俯仰运动及组合运动过程中，柔性变形对气动性能的影响规律类似。在相同展弦比的情况下，减小展向或弦向弹性模量，薄膜的柔性增大，沉浮运动、俯仰运动及组合运动过程中产生的时均气动升力和气动功率增大，而单位能耗获得的气动升力即效率变化很小，气动性能得到改善。　　 二、弹性模量不变时，增大薄膜的展弦比，薄膜沉浮运动、俯仰运动及组合运动过程中产生的气动升力和气动功率增大，单位能耗获得的气动升力略有增加。　　 三、薄膜小攻角沉浮运动和快速俯仰运动中，尽管柔性变形都可以产生高气动力增益，但俯仰运动中的平均气动力—气动功率比值较高;然而，沉浮—俯仰组合运动中的气动响应特性类同于沉浮运动中的气动响应。